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金版教程 高考总复习首选用卷 化学(不定项)
滚动检测2(第三、四章)
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题只有1个选项符合题意)
1.(2023·安徽黄山高三二模)化学推动着社会的进步和人类的发展,下列有关说法不正确的是( )
A.火箭表面涂层的成分为石墨烯,该成分是一种烯烃
B.ClO2是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂,可代替氯气用于自来水消毒
C.月球上插着一面用芳纶纤维特制的五星红旗,芳纶纤维属于有机高分子材料
D.液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,液晶是介于液态和晶态之间的物质状态
答案 A
解析 石墨烯是碳单质,A错误。
2.(2023·浙江1月选考)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.Na和乙醇反应可生成H2
B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NO
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
答案 D
解析 常温下铁遇浓硝酸钝化,不能用于制备NO2,D错误。
3.用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染。已知:
ⅰ.2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
ⅱ.N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+181 kJ·mol-1
ⅲ.2CO(g)+2NO(g)===2CO2(g)+N2(g) ΔH=-747 kJ·mol-1
则12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为( )
A.787 kJ B.221 kJ
C.393.5 kJ D.442 kJ
答案 C
解析 据盖斯定律,将题中所给三个反应ⅰ、ⅱ、ⅲ直接加和可得:2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=-787 kJ·mol-1,由此可得12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为393.5 kJ。
4.(2023·辽宁省沈阳等三地市高三三模)一种新型高效低成本储能电池,采用石墨(CxPF6)、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为CxPF6+LiyAl===Cx+LiPF6+Liy-1+Al,放电过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.放电时B为负极,铝失电子
B.放电时A电极反应式为CxPF6-e-===Cx+PF
C.可使用易传导离子的固态硫化物类电解质,安全性会更高
D.充电时B接电源正极,电极反应式为LiPF6+Liy-1+Al-e-===LiyAl+PF
答案 C
解析 A为正极、B为负极,放电时,锂失电子,A错误。放电时A电极为正极,得电子,电极反应式应为CxPF6+e-===Cx+PF,B错误。充电时B为阴极接电源的负极,得电子,D错误。
5.(2023·浙江宁波高三二模)一种用于发动机SCR系统的电解尿素(H2NCONH2)混合装置(X、Y为石墨电极,隔膜仅阻止气体通过)如图,下列说法不正确的是( )
A.装置工作时,电子由Y极流入,X极流出
B.Y极发生还原反应
C.X极的电极反应式为H2NCONH2+8OH--6e-===N2↑+CO+6H2O
D.若用铅酸蓄电池为电源,理论上消耗49 g H2SO4时,此装置中有0.5 mol H2生成
答案 D
解析 该电池反应时,氮元素化合价由-3价变为0价,H元素化合价由+1价变为0价,所以生成氮气的电极X是阳极,生成氢气的电极Y是阴极,阳极反应式为H2NCONH2+8OH--6e-===N2↑+CO+6H2O,阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-;铅酸蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,每消耗2 mol H2SO4转移2 mol电子,理论上消耗49 g H2SO4即物质的量为n===0.5 mol,转移0.5 mol电子,由2H2O+2e-===H2↑+2OH-,可知有0.25 mol H2生成,D错误。
6.化学与人类社会生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.误食重金属盐引起人体中毒,可喝大量的食盐水解毒
B.燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
D.生石灰可用作食品抗氧化剂
答案 B
7.(2023·辽宁省沈阳等三地市高三三模)为防止因天然气泄漏,居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时, 传感器随之产生电信号并联动报警,图1是成品装置,其工作原理如图2所示,其中O2-可以在固体电解质ZrO2Na2O中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是( )
A.图2中的多孔电极b上发生氧化反应
B.O2-在电解质中向a电极移动,电流由a电极经导线流向b电极
C.当电路中有0.008 mol电子转移时,则电极a有22.4 mL甲烷参与反应
D.多孔电极a上的电极反应式为CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O
答案 D
解析 气体传感器为燃料电池装置,通入空气的多孔电极b为燃料电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为O2+4e-===2O2-,通入甲烷的多孔电极a为负极,在氧离子作用下,甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O,故A错误,D正确。电池工作时,电流由正极b经导线流向负极a,B错误。未说明气体所处状况,不能进行体积计算,C错误。
8.(2023·山西忻州高三一模)下列实验装置(部分夹持装置略去)正确且能达到相应实验目的的是( )
A.装置Ⅰ利用乙醇提取溴水中的Br2
B.利用装置Ⅱ蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
C.利用装置Ⅲ制备Fe(OH)3胶体
D.利用装置Ⅳ验证非金属性S>C>Si
答案 D
9.(2023·广东佛山检测)甲烷分子结构具有高度对称性,且断开1 mol C—H键需要吸收440 kJ能量。无催化剂作用下,甲烷在温度达到1200 ℃以上才可裂解;在催化剂及一定条件下,CH4可在较低温度下发生裂解反应。甲烷在镍基催化剂上转化过程中的相对能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注)。下列说法正确的是( )
A.1 mol甲烷催化裂解成C和H2的ΔH=+1760 kJ/mol
B.反应②、③均为吸热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是C在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂,反应的焓变减小
答案 C
解析 1个CH4存在4个C—H键,断开4 mol C—H键需要吸收能量440 kJ/mol×4 mol=1760 kJ,而不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收的能量,A错误;由题图可知,反应②、③中反应物总能量都大于生成物总能量,则反应②、③均为放热反应,B错误;C可吸附在催化剂表面,则催化剂使用一段时间后失活的原因可能是C在催化剂表面沉积,C正确;焓变与反应的始态和终态有关,与反应的路径无关,加入催化剂,反应的路径改变,但是反应的始态和终态不变,即反应的焓变不变,D错误。
10.(2023·沈阳市第二中学第三次模拟考试)甲、乙、丙、丁为中学化学常见的物质,其相互转化关系如图(水作为溶剂的未在表中标出),下列组合不符合题意的是( )
甲
乙
丙
A
CO2
NaHCO3
Na2CO3
B
Fe
FeCl2
FeCl3
C
H2S
S
SO2
D
AlCl3
Al(OH)3
Na[Al(OH)4]
答案 B
解析 若丁是氯气,Fe和氯气反应生成FeCl3;若丁是盐酸,Fe和盐酸反应生成FeCl2,FeCl2和盐酸不反应,故选B。
二、选择题(本题共5小题,每小题有1个或2个选项符合题意)
11.硫酸钾是一种重要的无氯优质钾肥,利用某高钾明矾石制备硫酸钾的工艺流程如下:
已知:高钾明矾石的主要成分为K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·H2O和少量Fe2O3。下列说法正确的是( )
A.焙烧时Al2(SO4)3反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S===2Al2O3+9SO3
B.调节pH的目的是使Fe3+和Al3+完全沉淀
C.化合物Y可制成铝热剂用于焊接铁轨
D.SO3可回收利用后应用于本流程
答案 D
12.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是1 mol/L和0.5 mol/L,取10 mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,反应结束后产生标准状况下的气体的体积是(设反应中HNO3被还原成NO)( )
A.0.168 L B.0.112 L
C.0.672 L D.0.224 L
答案 A
13.过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.a为外接电源的负极
B.电解总反应:O2+2H++2SOH2O2+S2O
C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代
D.电解池工作时,Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小
答案 C
14.一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
答案 C
解析 NH4Cl分解的产物是NH3和HCl,分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,则a为NH3,b为Mg(OH)Cl,c为HCl,d为MgO。由分析可知,A、B错误;MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸气可以减少MgCl2的生成,C正确;反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应,由盖斯定律可知,等压条件下,反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D错误。
15.Adv.Mater报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图,光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)。下列有关说法正确的是( )
A.光催化装置中溶液的pH减小
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.电催化装置阳极电极反应式:4OH-+4h+===2H2O+O2↑
D.整套装置转移0.01 mol e-,光催化装置生成3.81 g I
答案 BC
解析 光催化装置中发生反应:2H++2e-===H2↑、3I-+2h+===I,消耗H+,c(H+)减小,pH增大,故A错误;电催化装置为电解装置,阴极电极反应式为I+2e-===3I-,阳极电极反应式为4OH-+4h+===2H2O+O2↑,阴极上阴离子物质的量增大,阳极上消耗阴离子,根据装置图可知,离子交换膜为阳离子交换膜,故B、C正确;光催化过程中,转移0.01 mol电子时,生成I的质量为=1.905 g,故D错误。
三、非选择题(本题共4小题)
16.(2023·北京十一中测试)氮氧化物NOx(主要为NO、NO2)是造成雾霾天气的主要原因之一。脱除氮氧化物有多种方法。
(1)能作脱除剂的物质有很多,例如石灰乳等,下列说法正确的是________(填标号)。
a.用H2O作脱除剂,不利于吸收含氮烟气中的NO
b.用Na2SO3作脱除剂,O2会降低Na2SO3的利用率
c.用NaOH作脱除剂,可生成硝酸盐和亚硝酸盐,但成本较高
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)。当有1 mol N2(g)生成时,该反应转移的电子数是________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
ⅰ.CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
ⅱ.CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-867 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是______________________________。
(4)可利用ClO2消除氮氧化物的污染,反应过程为
NONO2N2
反应Ⅰ的产物中还有两种强酸,且其中一种强酸HNO3与NO2的物质的量相等,则反应的化学方程式是______________________________________________。若有11.2 L N2生成(标准状况),理论上消耗ClO2________g。
答案 (1)abc (2)3NA
(3)CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
(4)2NO+ClO2+H2O===NO2+HNO3+HCl 67.5
17.(1)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是________(填序号)。
a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
b.ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
c.CO2(l)+2NH3(l)===CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E1-E4
(2)MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD________CHD2OH(填“>”“<”或“=”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有________种。
答案 (1)ab
(2)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
解析 (2)(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则此时正反应活化能会增大,根据图示可知,MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c。
(ⅲ)根据反应机理可知,若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH 2种。
18.(1)(2023·北京卷节选)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的________极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是__________________________________________。
(2)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4===SO2↑+S↓+2H2O、S+O2===SO2。
①电极a上发生反应的电极反应式为__________________________________________。
②理论上34 g H2S参加反应可产生H2的物质的量为____________。
答案 (1)①阳 ②2NO+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O
(2)①SO2-2e-+2H2O===4H++SO ②2 mol
解析 (2)①由图可知,该装置为原电池,电极a为电池的负极,通入的二氧化硫气体在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸,a的电极反应式为SO2-2e-+2H2O===4H++SO。
②由反应H2S+H2SO4===SO2↑+S↓+2H2O、S+O2===SO2可知,1 mol H2S参加反应时,负极上有2 mol二氧化硫参与放电,由得失电子守恒可得:2 mol×2=n(H2) ×2,解得n(H2)=2 mol。
19.绿矾常用于制造补血制剂、净水剂等。以废铁屑(主要含Fe,含少量Fe2O3、油脂等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的流程如图,并设计实验探究绿矾的性质。
回答下列问题:
(1)用热纯碱溶液洗涤废铁屑的目的是________________________。“操作1”需要的玻璃仪器有____________________。
(2)检验“溶液2”中是否含Fe3+的试剂是________(填标号)。
A.K3[Fe(CN)6]溶液
B.KSCN溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.氯水和KSCN溶液
(3)“操作2”包括蒸发浓缩、________________、过滤、洗涤、干燥。选用75%酒精而不选用蒸馏水洗涤绿矾的原因是______________________________________________________
____________________。
(4)实验室配制绿矾溶液时常加入少量铁粉,其作用是______________________________(用离子方程式表示)。
(5)大多数文献认为“FeSO4分解生成Fe2O3、SO2、SO3”。某实验小组提出质疑,认为可能还有O2生成。他们设计实验分离SO3、SO2并检验O2,实验装置如图所示(加热仪器省略)。
已知部分信息如下:
Ⅰ.几种物质的熔、沸点如表所示:
物质
SO3
SO2
O2
熔点/℃
16.8
-72.7
-218.4
沸点/℃
44.8
-10
-182.9
Ⅱ.几种盐浴温度如表所示:
盐浴
浴温
盐类及用量
碎冰用量
a
-30.0~-4.0 ℃
NH4Cl(20 g) +NaCl(40 g)
100 g
b
-9.0 ℃
CaCl2·6H2O(20 g)
100 g
c
-17.7 ℃
NaNO3(50 g)
100 g
①低温浴槽A宜选择盐浴________(填字母),仪器C收集的物质是________(填化学式)。
②若________________________________________(填实验操作和现象),则证明FeSO4分解有O2生成。
答案 (1)除去铁屑表面油污 玻璃棒、烧杯、漏斗
(2)B
(3)降温结晶(或冷却结晶) 减少绿矾溶解损耗,干燥较快、避免绿矾长时间与空气接触而被氧化(或其他合理答案)
(4)2Fe3++Fe===3Fe2+
(5)①b SO2 ②将带火星的木条放置在D干燥管口处,木条复燃
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